BIOELEMENTOS

ELEMENTOS PRESENTES EN LOS SERES VIVOS.

Prof. Christian Vivian - 2020

LA MATERIA VIVA

BIOELEMENTOS

PIIMARIOS

ENLACES QUÍMICOS

INORGÁNICO

SALES MINERALES

OLIGOELEMENTOSSECUNDARIOS

BIOMOLÉCULAS

AGUA

GLÚCIDOS

LÍPIDOS

PROTEÍNAS

ACID.NUCLÉICOS

ORGÁNICODINÁMICA

ENERGÉTICA

ESTRUCTURAL

Está formada por

Por su abundancia son

Si su proporción es muy pequeña son

Establecen

Formando

de tipo de función

son

son

De los 118 elementos que hay

en la naturaleza, 25 se

encuentran en los seres vivos y

en los materiales necesarios para

las actividades químicas de la

vida, 19 de ellos son materiales

traza, es decir, se encuentran en

pequeñas cantidades.

Clasificación• Elementos Primarios

• Elementos Secundarios

Indispensables.

Variables.

Clasificación

Abundancia Relativa de los bioelementos

Nitrógeno[PORCEN

TAJE]

Oxígeno21%

Otros1%0%

ATMÓSFERA

Hidrógeno66%

Oxígeno33%

Otros1%0%

HIDRÓSFERA

Abundancia Relativa de los bioelementos

Oxígeno47%

Silicio28%

Aluminio8%

Hierro5%

Calcio4%

Sodio4%

Potasio3%

Magnesio2%

Otros2%

CORTEZA TERRESTRE

Oxígeno65%

Carbono18%

Hidrógeno10%

Nitrógeno3%

Calcio2%

Fósforo1%

Otros1%

MATERIA VIVA

Abundancia Relativa de los bioelementos

Hierro40%

Oxígeno28%

Silicio15%

Magnesio9%

Niquel4%

Calcio2%

Aluminio2% Azufre

1%

Otros1%

TIERRA

Hidrógeno60%

Helio36%

Otros4% 0%

UNIVERSO

Abundancia relativa de los bioelementos

Al comparar las 4 graficas podemos llegar a estas

conclusiones:

• La proporción es muy diferente en las 3 graficas.

• Los seres vivos son muy selectivos, pues no han

utilizado los elementos mas abundantes, sino los

mas idóneos para sus estructuras y funciones.

• La vida, además de necesitar elementos

idóneos, tuvo que tenerlos disponibles. Los

elementos mas abundantes (CHONSP) se

obtienen fácilmente de la atmósfera e hidrósfera.

Bioelementos PrimariosSon imprescindibles para la formación de biomoléculas (glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos

nucleicos) presentes en todos los seres vivos. Constituyen el 96% aproximadamente de la masa total

de la materia viva.

CARACTERÍSTICAS.

Elementos biogenesicos: C, H, O, N, S y P.

Constituyen el 95% en masa de la materia viva.

Forman parte de la materia viva por:

1. Facilidad de formar enlaces covalentes.

2. C, N y O pueden compartir más de un par de

electrones, formando simples, dobles o triples

enlaces que los hacen muy versátiles.

3. Son los elementos más ligeros capaces de formar

enlaces estables.

4. Capacidad de formar largar cadenas. C.

5. Capacidad para adoptar diferentes estructuras

espaciales.

Los bioelementos mayoritarios pueden incorporarse fácilmente a los seres

vivos desde el medio externo ya que se encuentra en moléculas que pueden

ser captadas de manera sencilla (CO2, H2O, nitratos). Este hecho asegura el

intercambio constante de materia entre los organismos vivos y su medio

ambiente

NITRATOS

H2O

CO2

O2

ATMÓSFERA

HIDRÓSFERA

GEOSFERA

Seres Vivos

Los compuestos orgánicos formados por estos átomos se hallan

en estado reducido, y reaccionan con el oxígeno para dar

compuestos inorgánicos (CO2 y H2O), de baja energía. La

energía desprendida en las reacciones de oxidación se aprovecha

para las funciones vitales de los organismos.

1.Tiene cuatro electrones en su periferia y puede formar enlaces covalentes estables con otros carbonos.

2.Puede constituir largas cadenas de átomos (macromoléculas).

3.Los enlaces pueden ser simples (C—C), dobles (C=C) o triples (C≡C), Puede unirse a otros elementos (-H, =O, -OH, -NH2. -SH, -H2PO4, etc.), formando un gran número de moléculas diferentes, que posibilitan una gran variabilidad de reacciones químicas.

4.Por otro lado, los cuatro enlaces covalentes forman un tetraedro imaginario. Esto permite la formación de estructuras tridimensionales que permiten forman grandes macromoléculas. Los enlaces de carbono son lo suficientemente fuerte para ser estable, pero no tanto como para impedir que se rompan.

1.Es el otro elemento que resulta indispensable para formar la materia orgánica(algunos lípidos sólo están constituidos por carbono e hidrógeno y el petróleo y susderivados (butano, gasolina, gasóleo, etc.) también están constituidos sólo porhidrocarburos..

2.El único electrón que posee el átomo de hidrogeno le permite formar un enlace concualquiera de los otros bioelementos primarios. Entre el hidrógeno y el carbono seforma un enlace covalente lo suficientemente fuerte como para ser estable, pero notanto como para impedir su rotura, y posibilitar así la síntesis de otras moléculas.

3.Las que están formadas sólo por carbono e hidrógeno son covalentes apolares(insolubles en agua).

Es el bioelemento primario más electronegativo. Por ello cuando se enlaza con el hidrógeno atrae

hacia sí el único electrón del hidrógeno originándose polos eléctricos. Debido a esto, los radicales

-OH, -CHO y -COOH son radicales polares.

Debido a su electronegatividad el oxígeno es idóneo para quitar electrones a otros átomos, es

decir, para oxidarlos. Este proceso comporta la rotura de enlaces y la liberación de energía (la

reacción de los compuestos de carbono con el oxígeno es la forma más común de obtener

energía).

La oxidación de los compuestos biológicos se realiza mediante la sustracción de hidrógenos a los

átomos de carbono. Como el oxígeno atrae hacia sí el electrón del hidrógeno con más fuerza que

el carbono, consigue quitárselo. De este modo se forma agua y se libera una gran cantidad de

energía, que aprovechan los seres vivos.

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energía

1.Al igual que el carbono y el azufre, presenta una gran facilidad para formarcompuestos tanto con el hidrógeno (NH3) como con el oxígeno (NO3

-), locual permite, en el paso de una forma a la otra, la liberación de energía.

2.Principalmente se encuentra formando los grupos amino (—NH2) de losaminoácidos (moléculas que constituyen las proteínas) y las basesnitrogenadas, (componentes de los ácidos nucleicos).

3.Es de destacar que, pese a la gran abundancia de gas nitrógeno en laatmósfera, muy pocos organismos son capaces de aprovecharlo.Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo por las algasy las plantas, que lo absorben disuelto en forma de ion nitrato (NO3

-).

Este elemento permite establecer enlaces ricos en energía. Al romperse el

enlace que une dos grupos fosfato —PO3-~PO3-~PO32-, generalmente de una

molécula de ATP, se libera al organismo la energía contenida en dicho

enlace, (7,3 kcal/mol). En estos enlaces se almacena la energía liberada en

otras reacciones, como las oxidaciones de la respiración.

Además, el fósforo interviene en la constitución de los ácidos nucleicos (ADN

y ARN), de los fosfolípidos de la membrana plasmática y de los huesos de los

vertebrados, y ayuda a mantener constante la acidez del medio interno del

organismo.

Básicamente se encuentra en forma de radical sulfhidrilo (—

SH) en determinados aminoácidos. Estos radicales permiten

establecer, entre dos aminoácidos próximos, unos enlaces

covalentes fuertes denominados puentes disulfuro (-S-S-

), que mantienen la estructura de las proteínas.

RESUMEN

MACROMOLÉCULAS

LÍPIDOS

CARBOHIDRATOS

PROTEÍNAS

ÁCIDOS NUCLEICOS

Monómeros y Polímeros

• Las biomoléculas orgánicas o macromoléculas están formadas por

moléculas orgánicas más pequeñas.

• Para los carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos estas

moléculas más pequeñas se denominan monómeros.

• Los monómeros similares o idénticos se unen por enlaces

covalentes y forman una molécula mas grande llamada polímero.

“

”CARBOHIDRATOS

El monómero de los carbohidratos es el

MONOSACÁRIDO o azúcar simple.

PROTEÍNASEl monómero de las proteínas es el AMINOÁCIDO.

Todas las proteínas están formadas por la unión de 20 aminoácidos.

Una proteína es funcional cuando la cadena polipeptídica está doblada o plegada en una forma tridimensional.

El monómero de los

ácidos nucleicos es el

NUCLEÓTIDO

ÁCIDO

NUCLEICO

LÍPIDOS

•LÍPIDOSLos lípidos son una excepción a la

regla de los monómeros/polímeros.

Algunos lípidos están formados por

ÁCIDOS GRASOS, mientras que

muchos otros no lo poseen.

RESUMENMONÓMERO POLÍMERO SIMPLE POLÍMERO COMPLEJO

(MACROMOLÉCULA)

MONOSACÁRIDO OLIGOSACÁRIDO POLISACÁRIDO

(CARBOHIDRATO)

AMINOÁCIDO PÉPTIDO PROTEÍNA

NUCLEÓTIDO

OLIGONUCLEÓTIDO ÁCIDO NUCLEICO